2020年高考物理復(fù)習(xí)(新課改專用)受力分析共點(diǎn)力的平衡

1、第4節(jié)受力分析共點(diǎn)力的平衡理解透概念公式定理/一、受力分析1.受力分析的定義把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來(lái)，并畫出受力示意 圖，這個(gè)過(guò)程就是受力分析.2.受力分析的一般步驟邊分析邊將力一一iwi在受力示意 圖上準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向盡帛 做到大力長(zhǎng)線、小力短線二.共點(diǎn)力作用下物體的平衡1.平衡狀態(tài)(1)靜止：物體的速度和加速度都等于零的狀態(tài).(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)：物體的加速度為零.速度不為零的狀態(tài).2-平裔條件物體所受合外力為零，即F合=0 注2(2)若采用正交分解法，平衡條件表達(dá)式為心=0, Fr=0.3 物體平衡條件的相關(guān)推論(1)二力平衡： 如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力

2、的作用下處于平衡狀態(tài)， 這兩個(gè)力必定大小相等, 方向相反。(2)三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的合力 一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反.注3(3)多力平衡：如果物體受多個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與甚金力的合力 大小相等，方向相反.注解釋疑注1(1)只分析物體受到的力，不分析物體對(duì)其他物體的力.(2)只分析外力，不分析內(nèi)力.(3)性質(zhì)力和效果力不可重復(fù)分析.(慕礎(chǔ)不牢地動(dòng)山搖)先分析巫力、場(chǎng)力和C知力 再 按曲面分析彈力 .摩擦力 最后分 析其他力吐畫受力示意圖(4)分力與合力不可重復(fù)分析.注2物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，所受合力一定為*,物體所受合力為軍時(shí)

3、，也一定處于平 衡狀態(tài)，即合力為零是平衡狀態(tài)的充要條件。注3三力首尾相連，構(gòu)成封閉三角形。深化那1物體速度為零時(shí)，不一定處于平衡狀態(tài)，如豎直上拋運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)。2.物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，沿任意方向的合力均為0。3.物體受多個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，其中幾個(gè)力的合力與其余力的合力必定等大反 向.【基礎(chǔ)自測(cè):一、判斷題(1)對(duì)物體受力分析時(shí)，只能畫該物體受到的力，其他物體受到的力不能畫在該物體上.(V)(2)物體沿光滑斜面下滑時(shí)，受到重力、支持力和下滑力的作用。(X)(3)物體的速度為零即處于平衡狀態(tài).( (X)(4)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，其加速度一定為零.( (J)(5)物體受兩個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，這

4、兩個(gè)力必定等大反向。(V)(6)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，其所受的作用力必定為共點(diǎn)力.(X)(7)物體受三個(gè)力竹、佗、凡作用處于平衡狀態(tài)，若將佗轉(zhuǎn)動(dòng)90。，則三個(gè)力的合力大 小為迄FA(V)二、選擇題1. (2013康高令)如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背 與水平面之間有固定傾斜角e.若此人所受重力為G,則椅子各部分 對(duì)他的作用力的合力大小為()C. Geos0解析：A A人黔躺在椅子上.處于平衡狀態(tài)，因此，椅子各部分對(duì)他的作用力的合 力與人的重力G等大反向.A正確。2.如圖，質(zhì)量mAmH的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面，讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過(guò)程中，物體的受力示意圖是()L

5、EDe/ NABCD解析：逸A A與整體同時(shí)沿豎直墻面下滑.受到重力，墻璧對(duì)其沒(méi)有支持力，如呆有，將會(huì)向右加違運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有彈力，故也不受墻璧的摩擦力，即只受重力，做自由 落體運(yùn)動(dòng).由于整體做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，故A、間無(wú)彈力，再對(duì)物體B受力分析，只受重力，故A項(xiàng)正確3.科股處修1 P97 T（多選）如圖所示，水平地面上的物體A,在斜向上的拉力F的作用下，向右做勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的 是（）A.物體A可能只受到三個(gè)力的作用B 物體A定受到四個(gè)力的作用C.物體A受到的滑動(dòng)摩擦力大小為Feos &D.物體A對(duì)水平面的壓力大小一定為Fsin0解析：遶BC物體水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)，合力

6、必為輩，所以必受水平向左的摩擦力，且有/=Fcos3.因滑動(dòng)摩擦力存在，地面一定對(duì)物體A有蹩直向上的支持力，且有N=mg-Fsin0,所以選項(xiàng)B、C正確，A、D錯(cuò)誤高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考査，主要集中在共點(diǎn)力的平衡條件及其推論.整體法與隔離法的應(yīng)用等，其中動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題常結(jié)合實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行考査，主要以選擇題的形式呈現(xiàn)，難度中研究好題型考法技巧考點(diǎn)一 物體的受力分析基礎(chǔ)自修類題點(diǎn)全練:1【單個(gè)物體（多選）如圖所示，固定斜面上有一光滑小球，與一豎直輕彈簧P和一平 行斜面的輕彈餐0連接著，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于小球所受力的個(gè)數(shù)可能的是（）B. 2D. 4解析：選BCD設(shè)小球質(zhì)董為叫 若FP=mg9則小球只受

7、拉力“和重力/g兩個(gè)力 作用；若則小球受拉力幾、重力加g、 支持力和彈簧0的彈力四個(gè)力作用; 若=0,則小球要保持靜止，應(yīng)受/、FQ和加g三個(gè)力作用，故小球受力個(gè)數(shù)不可能為lo A錯(cuò)誤，B. C.D正確.2【多個(gè)物體的受力分析如圖所示，質(zhì)童為加的正方體和質(zhì)童為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài).加和M的接觸面與豎宜方向的夾角為a,重（堂難理淸能力大增）力加速度為g,若不計(jì)一切摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A.水平面對(duì)正方體M的彈力大于（M+/）gB.水平面對(duì)正方體M的彈力大小為aC.墻面對(duì)正方體加的彈力大小為mgtanaD.墻面對(duì)正方體M的彈力大小為mcota解析：選D對(duì)M和加構(gòu)成的從

8、體進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，蔓體受重力（M+g、 水平面的支持力N、兩墻面的支持力心和NM,由于兩正方體受力平衡，糧據(jù)共點(diǎn)力平衡 條件，水平面對(duì)正方體M的彈力大小為N=（M+/）g,故A、B錯(cuò)誤.對(duì)加進(jìn)行受力分析，受重力加g、墻面的支持力N”,、M的支持力N,如圖乙所示， 根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有，8:直方向mg=N,sin a;水平方向cosa,解得Nm=mgcota,沖墻面對(duì)正方體加的彈力大小等于/cot a;由整體法可知N“=N 叭則墻面對(duì)正方體M的彈力大小為Ar.,/=mgcot a,故C錯(cuò)誤，D正確。3受力分析與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的綜合磁性車載支架（圖1吸用方便，它的原理是將一個(gè)引磁片貼在手機(jī)

9、背面，再將引磁片對(duì) 準(zhǔn)支架的磯盤放置，手機(jī)就會(huì)被牢牢地吸附?。▓D2）.下列關(guān)于手機(jī)（含引磁片，下同）的說(shuō)法中正確的是（）（）B.汽車靜止時(shí)，支架對(duì)手機(jī)的作用力大小等于手機(jī)的重力大小C.當(dāng)汽車以某一加速度向前加速時(shí)，手機(jī)可能不受支架對(duì)它的摩擦力作用D.只要汽車的加速度大小合適，無(wú)論是向前加速還是減速，手機(jī)都可能不受支架對(duì)它 的摩擦力作用解析：選B手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，受力平衡，手機(jī)共受到重力、支架的支持力、 擦力以及星盤的吸引力，共4個(gè)力的作用，A錯(cuò)誤；手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，支架對(duì)手機(jī)的 支持力、斥擦力、吸引力的合力與手機(jī)重力等大反向，B正確；因璉盤對(duì)手機(jī)的吸引力和 手機(jī)所受支持力均與引琳片垂直，只

10、要汽車有向前的加速度時(shí)，一定有沿餅面向上的摩擦圖1A.汽車靜止時(shí)，手機(jī)共受三個(gè)力的作用1.整整體法與BW8法整體法隔離法槪念將加速度相同的幾個(gè)物體作為 一個(gè)整體來(lái)分析的方法將研憲對(duì)象與周圍物體分隔開 的方法選用 原則 研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體 的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作 用力2.受力分析的注意事項(xiàng)意事項(xiàng)(1)養(yǎng)成按照一定順序進(jìn)行受力分析的習(xí)慣。(2)涉及彈簧彈力時(shí).要注童拉伸或圧縮可能性分析。(3)分析摩擦力時(shí)要特別注意摩擦力的方向！(4)對(duì)于不能確定的力可以采用假設(shè)法分析.考點(diǎn)二 解答平衡問(wèn)題的常用方法方法模型類典例如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平O點(diǎn)

11、為其 球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別 系有質(zhì)為如和mz的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)為mi的小球與0點(diǎn)的連線與水平面的夾角=600,則兩小球的質(zhì)量之比計(jì)為()B.【解析法一：合成法小球加1受拉力八 支持力N.重力加培三力作用而處于平衡狀態(tài). 受力分析如圖甲所示，小球加i處于平衡狀態(tài)，故NET的合力F=加氐. 根據(jù)合力公式可得F=yjN+T+2NTcos &=mig9將N=T=加證，0=60。代入上式解得等=申，故選項(xiàng)A正確./ I /3 : 1,遶項(xiàng)A正確；議 OOi=h, OA=x9圓環(huán)的半徑為細(xì)線.04的拉力大小為環(huán)對(duì)A的支持力大小為如圖1所示，則根據(jù)

12、三角形相似有?=普=晉，當(dāng)x變小時(shí)，F(xiàn)也變小，但M不變，選項(xiàng)B錯(cuò)溟；設(shè)如線04與001間夾角為乞 以小球半圓環(huán)和木板整體受力分析如圖2所示，地面對(duì)木板的摩擦 力大小/=Fsin =-xsin09而xsin0表示小球A與O間的水平距離，是逐漸變小的故 /逐浙變小選項(xiàng)C正確；地面對(duì)木板的支持力大小N2=（mM+/HZ1+W）gFeos0=（m Gg號(hào)產(chǎn)xcos 0,而xcos0表示小球A與O間的豎直距離，是邃漸變小的，M逐漸変大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【答案【答案AC“融會(huì)貫通”歸納 一動(dòng)態(tài)平術(shù)與“幾何繩”的結(jié)合1.豎宜放置的“I I”形支架上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)不計(jì)摩 擦的輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G,現(xiàn)將輕

13、繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)， 另 一端從B點(diǎn) （與A點(diǎn)等高）沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠近，則繩中拉力大小變 化的情況是（）A.變大C.不變解析；選C因不計(jì)輕質(zhì)滑輪的龍擦力，故懸掛重初的左右兩段輕繩的拉 力大小相等，由平衡條件可知，兩繩與豎直方向的央角大小相等，設(shè)均為0,號(hào)cos609查缺/（清障補(bǔ)短島人一點(diǎn)）B.變小則有2Fcos0=G.設(shè)左右兩投繩長(zhǎng)分別為八 4 兩蹩直支架之間的距離為d,則有hsin0解析：選C當(dāng)輕繩的右端從點(diǎn)移到直桿聶上端時(shí)，設(shè)兩繩的夬角為20.以滑輪為 研究對(duì)象，分析受力情況，作出受力圖如圖甲所示。糧據(jù)平衡條件得2Fcos0=mgf得到縄 子的拉力F=去爲(wèi)，所以在輕縄的右端從

14、點(diǎn)移到直桿最上端的過(guò)程中，0增大，WS0減 小，則F變大.當(dāng)輕繩的右端從直桿最上端移到C點(diǎn)時(shí)，如圖乙所示，設(shè)兩繩的夬角為2如 設(shè)繩子總 長(zhǎng)為乙 兩直桿間的距離為片 由數(shù)學(xué)知識(shí)得到sina=不變，則（X保持不變。再根 據(jù)平衡條件可知，兩繩的拉力F保持不變所以繩中拉力大小變化的情況是先變大后不變,C正確。B在懸點(diǎn)豎直向上均變化，但厶+厶不變.故0不變.F不變，C正確.2.（多選）（2017大EF令）如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿“、N上的“、b 兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤 是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件，當(dāng) 衣架靜止時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）（）A.繩的右端上移到，繩子拉力不變B.將桿N向右移一2：爲(wèi)匕設(shè)繩子總長(zhǎng)為L(zhǎng),兩桿間距離為s,由幾何關(guān)系Lisin a+L：siiia=s,得sin么=乙二厶=,繩子右端一些.$變大.么變大，COS a變小.F變大.B正確；繩子兩端高度差變化.不彩響SL9所以F不變，C錯(cuò)誤；衣服質(zhì)童增加，繩子上的拉力增加，由于a不會(huì)變化，懸掛點(diǎn)不會(huì)3.如圖所示，在豎直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)光滑的輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G.現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)，另一端從B點(diǎn)沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠